普赛克

NASA的普赛克航天器上的两个太阳能阵列中的一个已成功部署在JPL的高层高湾2号洁净室。在前往火星和木星之间的小行星带执行任务期间，这两个阵列将为航天器及其科学仪器提供动力。 影像来源：NASA/JPL加州理工学院 太阳能电池阵列安装好后，航天器接近其最终配置，计划于8月发射。 NASA的普赛克任务已经基本准备就绪，即将进入太阳系——一个15亿英里（24亿公里）的太阳能旅程，前往一颗神秘的、富含金属的同名小行星。两个太阳能电池阵列已经连接到航天器的机身上，纵向展开，然后重新折叠存放。这次测试使飞船离8月发射升空更近了一步。 “第一次看到航天器完全组装好是一项巨大的成就；我们感到非常自豪。”在NASA位于南加州的喷气推进实验室领导该任务的组装、测试和发射操作的布莱恩·伯恩说。“这是真正有趣的部分。你感觉这一切都融合在一起了。你感觉到了能量的变化和转移。” 这座面积为800平方英尺（75平方米）的五块面板、十字形太阳能电池阵列是喷气推进实验室有史以来安装的最大的太阳能电池阵列。喷气推进实验室在过去几十年中建造了许多航天器。当太阳能电池阵列在飞行中完全展开时，航天器的大小将相当于一个单打网球场。经过3年半的太阳能巡航后，航天器将于2026年抵达小行星普赛克。普赛克最宽处为173英里(280公里)，被认为金属含量异常丰富。该航天器将花费近两年的时间，不断靠近小行星轨道对其进行研究。 冒险前往远离太阳的火星和木星之间的小行星带，对这项任务提出了挑战，该任务采用了标准的地球轨道商业卫星技术，以便在寒冷和黑暗的深空中使用。在地球附近，太阳能电池阵列产生21千瓦的电能，足以为三到四个普通美国家庭供电。但在普赛克那里，太阳能阵列只能生产大约2千瓦的电——仅够一个吹风机使用。 其基础技术与安装在家里的太阳能电池阵列没有太大的不同，但普赛克的太阳能电池板效率高、重量轻、耐辐射，能够在较少的阳光下提供更多的电力，加利福尼亚州帕洛阿尔托的迈萨科技公司的技术总监彼得·洛德说。帕洛阿尔托是阵列和太阳能电力推进底盘的建造地。“这些太阳能阵列的设计是为了在远离太阳的弱光条件下工作。”他补充道。 在喷气推进实验室的洁净室进行部署测试之前，工程师们检查了普赛克的两块太阳能电池阵列中的一块。如图所示，在发射前，太阳能阵列被折叠并与底盘平齐，然后在飞行中部署。 影像来源：NASA/JPL加州理工学院 在喷气推进实验室的洁净室内成功安装和部署了三个中心面板之后，普赛克的太阳能阵列被折叠到底盘上，并储存起来，以备进一步的航天器测试。这些阵列将返回迈萨科技公司，迈萨科技公司有专门的设备来测试两个垂直交叉面板的部署。今年春天晚些时候，这些阵列将在佛罗里达州美国宇航局肯尼迪航天中心与航天器重聚，并存放在卡纳维拉尔角发射。 发射大约一小时后，太阳能阵列将展开并锁定到位，每个阵列展开需要7.5分钟。然后，它们将为前往小行星普赛克的旅程提供所有动力，以及操作科学仪器所需的动力：测量小行星可能具有的任何磁场的磁强计、用于拍摄和绘制其表面的成像仪，以及揭示该表面组成的光谱仪。这些阵列还为将测试高数据速率激光通信的深空光通信技术演示提供动力。 这些仪器传递给科学家的信息将帮助他们更好地了解这颗神秘的小行星。对普赛克异常高的金属含量的一个可能解释是，它形成于太阳系历史的早期，要么是小行星的残余核心材料（岩石行星的组成部分之一），要么是从未熔化的原始物质。这项任务的目的是找出并帮助回答有关地球自身金属核心和太阳系形成的基本问题。 更多关于任务的信息 亚利桑那州立大学负责领导普赛克任务。喷气推进实验室由加州帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理，负责任务的总体管理、系统工程、集成和测试以及任务运行。迈萨科技公司提供大功率太阳能电力推进航天器底盘。普赛克于2017年被选为NASA探索计划的第14个任务。 欲了解更多有关NASA普赛克任务的信息，请访问： http://www.nasa.gov/psyche 和 https://psyche.asu.edu/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-psyche-gets-huge-solar-arrays-for-trip-to-metal-rich-asteroid

2021年7月，NASA拍摄了在JPL任务组装、测试和发射操作阶段的普赛克航天器。霍尔推进器——其中两个在红色的圆形保护罩下可见——将推动航天器到达其在主小行星带的目标。 影像来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院 编者注：普赛克航天器最终飞行的速度，相对于普赛克将使用的氙气量，传统化学推进器需要多少推进剂，都已进行了修正。 当NASA的普赛克航天器为自己提供动力穿越深空的时候，它的工作将更多地由大脑而不是体力来完成。曾经是科幻小说中的东西，高效和安静的电力推进将提供力量，推动普赛克航天器一路到达火星和木星之间的主小行星带。轨道器的目标是一个富含金属的小行星，也叫普赛克。 该航天器将于2022年8月发射，并在三年半的时间里飞行约15亿英里（24亿公里）到达这颗小行星。科学家认为，这可能是一个星子的核心的一部分，而星子是早期岩质行星的组成部分。一旦进入轨道，任务小组将使用科学仪器的有效载荷来调查这个独特的目标可以揭示像地球这样的岩石行星的形成。 在三年半的时间里飞行约15亿英里(24亿公里)到达这颗小行星。科学家们认为，这可能是一个星子的核心的一部分，而星子是早期岩石行星的组成部分。一旦进入轨道，任务团队将使用科学仪器的有效载荷来调查这个独特的目标可以揭示关于像地球这样的岩石行星的形成。 2021年7月，NASA喷气推进实验室的工程师努力将霍尔推进器整合到普赛克航天器中。其中一个推进器在飞船侧面的红色保护罩下可见。 影像来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院 该航天器将依靠猎鹰重型运载火箭的大型化学火箭发动机从发射台起飞并摆脱地球的引力。但是一旦普赛克与运载火箭分离，剩下的旅程将依靠太阳能电力推进。这种推进形式始于大型太阳能电池阵列，将阳光转化为电能，为航天器的推进器提供动力源。它们被称为霍尔推进器，普赛克航天器将是第一个在月球轨道之外使用它们的航天器。 对于推进剂，普赛克将携带装满氙气的罐子，与汽车头灯和等离子电视中使用的中性气体相同。航天器的四个推进器将使用电磁场来加速并排出氙气的带电原子或离子。当这些离子被排出时，它们产生推力，温和地推动普赛克穿过太空，发射出电离的氙气蓝色光束。 在NASA的喷气推进实验室，工程师们准备将四个霍尔推进器（在红色保护罩下）集成到NASA的普赛克宇宙飞船上。推进器将推动普赛克到达主小行星带的目标。 影像来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院 事实上，这种推力非常温和，它所施加的压力与你用手握住25分硬币的感觉差不多。但这足以加速普赛克穿越外太空。在没有大气阻力的情况下，航天器最终将加速到每小时124,000英里（每小时200,000公里），相对于地球的速度。 由于霍尔推进器的效率很高，普赛克的霍尔推进器几乎可以不间断地运行数年而不会耗尽燃料。普赛克的燃料箱里将携带2030磅（922公斤）的氙气；工程师们估计，如果必须使用传统的化学推进器，该任务将消耗大约15倍的推进剂。 “甚至在一开始，当我们在2012年第一次设计任务时，我们就在讨论将太阳能电力推进作为计划的一部分。亚利桑那州立大学的林迪·埃尔金斯-坦顿说，他是此次任务的主要负责人。“这已经成为这次任务的一部分。它需要一个专门的团队来计算使用太阳能电力推进的轨迹和轨道。” 这幅插图描绘了NASA的普赛克航天器，将于2022年8月发射。 影像来源：美国宇航局/JPL-加州理工学院/亚利桑那州立大学 普赛克将从NASA肯尼迪航天中心具有历史意义的39A发射台发射。7个月后，也就是2023年5月，猎鹰重型火箭将把飞船送入火星轨道，进行重力辅助飞行。在2026年早期，推进器将做一些精细的工作，将航天器送入小行星普赛克的轨道，用一点芭蕾舞动作回到其目标的轨道。 这项任务将特别棘手，因为科学家们对这颗小行星知之甚少，它在望远镜中只显示为一个小光点。地面雷达显示它大约有140英里（226公里）宽，呈土豆状，这意味着科学家在到达那里之前不会知道它的重力场究竟是如何运作的。在为期21个月的科学调查中，导航工程师将使用电力推进推进器，让飞船通过一系列的轨道，逐渐使飞船离普赛克越来越近。 NASA位于南加州的喷气推进实验室负责此次任务，该实验室使用的推进系统与深空1号类似。深空1号于1998年发射，在2001年任务结束前飞过一颗小行星和一颗彗星。它使用了太阳能电力推进器前往小行星灶神星并绕原行星谷神星运行。黎明号是首个环绕两个地外目标飞行的航天器，任务持续了11年，于2018年结束，当时它用完了用于维持其方向的肼推进剂。 在左边，氙气等离子体从霍尔推进器发出蓝色的光芒，霍尔推进器与推动NASA普赛克宇宙飞船前往主小行星带的推进器相同。右边是一个类似的非操作推进器。 图片来源：NASA/JPL-Caltech 推进器的合作伙伴 几十年来，Maxar Technologies一直在使用太阳能电力推进为商业通信卫星提供动力。但对于普赛克来说，他们需要调整超级高效的霍尔推进器，以便在深空飞行，这就是喷气推进实验室的工程师们需要做的。两个团队都希望普赛克通过首次在月球轨道之外使用霍尔推进器，将有助于推动太阳能电力推进的极限。 Maxar的普赛克项目经理史蒂文·斯科特说:“太阳能电力推进技术提供了成本节约、效率和功率的正确组合，可以在支持未来的火星及其他科学任务中发挥重要作用。” 除了提供推进器外，Maxar在加州帕洛阿尔托的团队还负责建造该航天器的面包车大小的底盘，里面装有电气系统、推进系统、热系统以及制导和导航系统。当完全组装好后，普赛克将进入JPL的巨大热真空室进行测试，模拟深空环境。到明年春天，该航天器将从JPL运往卡纳维拉尔角发射。 关于该任务的更多信息 亚利桑那州立大学领导这项任务。JPL负责该任务的整体管理、系统工程、集成和测试以及任务操作。普赛克是NASA发现计划中的第14项任务。 如欲了解有关NASA普赛克任务的更多信息，请访问。 http://www.nasa.gov/psyche https://psyche.asu.edu/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/solar-electric-propulsion-makes-nasa-s-psyche-spacecraft-go